转录组学与多导睡眠图揭示阻塞性睡眠呼吸暂停的核心信号通路：聚焦NF-κB通路的调控机制与免疫失衡

本综述通过整合转录组学与多导睡眠图（PSG）数据，深入探讨了阻塞性睡眠呼吸暂停（OSA）的核心分子机制。研究识别出与呼吸暂停低通气指数（AHI）、氧减指数（ODI）等关键临床指标显著相关的基因模块，并发现NF-κB信号通路在OSA的免疫炎症调控中起中心作用。关键基因CEBPB、SPI1等通过调控T细胞亚群分布和NF-κB活化参与疾病进程，为OSA的精准诊断和靶向治疗提供了新视角。

　　

1. 引言

阻塞性睡眠呼吸暂停（OSA）是一种常见的睡眠障碍性疾病，全球患病率近10亿人。其特征是睡眠期间上气道反复塌陷导致的部分或完全阻塞，引起慢性间歇性缺氧（CIH）和睡眠结构紊乱。多导睡眠图（PSG）是诊断OSA的金标准，可监测呼吸事件、脑电、肌电、心电等多维参数，并衍生出呼吸暂停低通气指数（AHI）、最低血氧饱和度（LSO₂）、氧减指数（ODI）等关键指标。近年来，生物信息学技术的快速发展为解析OSA的分子机制提供了新工具。本研究通过整合PSG与转录组数据，旨在揭示OSA的核心信号通路和关键基因，为疾病机制研究和靶向治疗提供依据。

2. 材料与方法

2.1. 研究人群

研究纳入2022年5月至8月武汉大学人民医院呼吸科收治的打鼾患者。所有参与者接受PSG监测，根据AHI值分为OSA组（AHI>5事件/小时）和单纯打鼾组（非OSA组）。

2.2. 纳入与排除标准

纳入标准包括年龄18-70岁、BMI 18-40 kg/m²、有打鼾症状。排除严重呼吸系统疾病、心血管疾病、精神障碍、长期使用睡眠药物、近期呼吸道感染或严重肥胖（BMI>40 kg/m²）者。

2.3. PSG监测与样本采集

PSG记录包括AHI、最长呼吸事件时长（LAD）、平均血氧饱和度（MSO₂）、LSO₂、ODI等参数。采集外周血样本，通过Ficoll密度梯度离心分离白细胞，TRIzol法提取总RNA。

2.4. 转录组数据分析

采用Trimmomatic过滤原始测序数据，STAR比对基因组，featureCounts量化表达水平，EdgeR进行差异表达分析。加权基因共表达网络分析（WGCNA）识别与临床参数相关的基因模块，GO和KEGG富集分析探索功能通路。蛋白质互作（PPI）网络通过STRING数据库构建，核心基因通过Cytoscape的CytoHubba插件筛选。

2.5. 单细胞测序与免疫浸润分析

利用GEO数据集GSE214865进行单细胞RNA测序（scRNA-seq）分析，Seurat软件进行质量控制、标准化和聚类。CIBERSORT算法评估免疫细胞浸润，AUCell算法计算通路活性。

2.6. 孟德尔随机化分析

采用两样本孟德尔随机化（MR）分析CEBPB基因与NF-κB通路的因果关系，使用逆方差加权（IVW）和MR-Egger回归方法。

3. 结果

3.1. 临床特征比较

最终纳入18例样本（OSA组9例，打鼾组9例）。两组在性别、年龄、BMI上无显著差异，但OSA组的AHI、LAD、MSO₂、LSO₂、ODI等参数均显著异常（p<0.05），反映OSA患者存在更严重的呼吸事件和低氧状态。

3.2. 转录组差异分析

主成分分析（PCA）显示OSA与打鼾组在基因表达上存在明显分离。WGCNA识别出302个差异表达基因（DEGs），其中Palevioletred模块与AHI、LSO₂、MSO₂等参数显著相关（相关系数0.60-0.62，p<0.05）。该模块与DEGs交集获得35个核心基因。

3.3. 功能富集与通路分析

GO分析显示核心基因富集于炎症反应、细菌应答、膜筏结构、组蛋白去乙酰酶结合等功能。KEGG分析提示NF-κB信号通路、人巨细胞病毒感染、凋亡通路显著富集。GSEA进一步验证NF-κB通路活化（NES=1.730，p=0.014）。

3.4. 核心基因与PPI网络

PPI网络分析识别出CEBPB、SPI1、TNFRSF1A、HCK、RARA、CXCR2、LTBR等关键基因，其中CEBPB处于网络中心位置，提示其可能在OSA发病中起核心调控作用。

3.5. 免疫细胞浸润与单细胞分析

免疫浸润分析显示OSA组CD4+ T细胞比例显著降低（p<0.05）。scRNA-seq进一步揭示OSA患者T细胞中NF-κB通路活性升高，且CD4+ T细胞（尤其Tregs）比例减少，CEBPB在CD4+ T细胞中表达上调。

3.6. 孟德尔随机化验证

MR分析证实CEBPB表达与NF-κB通路活性存在因果关系（IVW OR=1.060，95% CI:1.007–1.117，p=0.027），且无显著多效性或异质性。

4. 讨论

本研究通过多组学整合分析，揭示了OSA的分子特征与免疫炎症机制。关键基因CEBPB在缺氧应激下上调，通过激活NF-κB通路促进炎症反应，并导致CD4+ T细胞比例失衡（尤其Tregs减少）。NF-κB通路作为核心枢纽，连接了缺氧、免疫失调和炎症损伤，为OSA的靶向干预提供了新方向。此外，病毒应答通路的富集提示OSA可能存在类似抗病毒免疫的慢性炎症状态。研究局限性包括样本量较小、缺乏功能实验验证等，未来需进一步探索CEBPB-NF-κB轴的具体调控机制。

5. 结论

NF-κB信号通路是OSA发病的核心环节，CEBPB等关键基因通过调控该通路影响免疫细胞功能和炎症反应。靶向NF-κB通路可能成为OSA治疗的新策略。

利益冲突与作者贡献

作者声明无利益冲突。刘培军和杨小兰为共同第一作者。

资助

本研究获湖北省自然科学基金（2025AFB807）资助。